(57)【要約】【課題】低コストで簡便かつ安全に、有機性廃棄物中の有機成分の変性を抑制しつつ、十分に乾燥させて、高品質で保存性に優れた再生物を得ること。【解決手段】５０℃以上８０℃未満の温度条件の処理槽内で、該処理槽内部の全容積の１／３量以下の有機原料を排気しながら連続的に撹拌することを含む、有機資源の再資源化方法；および、排気手段を有し、有機原料を収納する処理槽と、該処理槽内に設けられ、該有機原料を撹拌する撹拌手段と、該処理槽を覆うように設けられた温水ジャケットとを備え、上記有機資源の再資源化方法に用いられる、再資源化処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０℃以上８０℃未満の温度条件の処理槽内で、該処理槽内部の全容積の１／３量以下の有機原料を排気しながら連続的に撹拌することを含む、有機資源の再資源化方法。
【請求項２】
前記有機原料に酵素または微生物を添加して共に撹拌する、請求項１に記載の有機資源の再資源化方法。
【請求項３】
排気手段を有し、有機原料を収納する処理槽と、
該処理槽内に設けられ、該有機原料を撹拌する撹拌手段と、
該処理槽を覆うように設けられた温水ジャケットとを備え、
請求項１または２の有機資源の再資源化方法に用いられる、再資源化処理装置。
【請求項４】
前記温水ジャケット内部の全容積が、前記処理槽内部の全容積以上である、請求項３に記載の再資源化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低コストで有機資源を再資源化する方法および該再資源化方法のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機資源の再資源化は２１世紀に人類が抱える大きな命題であり、持続可能な社会形成に向けて現在廃棄されている有機原料の再生化を、高品質でしかも低コストで実現する必要がある。
【０００３】
有機性廃棄物の再資源化方法としては、例えば、加熱、温風等を利用した乾燥方式、微生物や酵素を利用した分解方式、およびこれらの混合方式が挙げられる。乾燥方式としては、熱乾燥方式や真空乾燥方式が挙げられるが、これらは、投入した処理物中の有機成分の変性を伴ったり、エネルギーを多く必要とするために高コストである場合がある。分解方式では、有機成分の変性は抑制されるが、処理物が脂肪分や動物性たんぱくを多く含む場合には分解が不十分となる場合があり、また、処理が複雑である、処理装置のメンテナンスが複雑となる、コストが高くなる等の場合がある（特許文献２〜４）。また、広面積で長い時間をかければ低コストで堆肥化することもできるが、このような手法はなかなか一般的にはならず、普及するに至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１２５８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２６８７号公報
【特許文献３】特開２００３−８０２１１号公報
【特許文献４】特開２００８−１５５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来の有機資源の再資源化方法では、低コストで簡便かつ安全に、有機性廃棄物中の有機成分の変性を抑制しつつ、十分に乾燥させて、高品質で保存性に優れた再生物を得ることは困難である。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、有機資源の再資源化方法を提供する。本発明の方法は、５０℃以上８０℃未満の温度条件の処理槽内で、該処理槽内部の全容積の１／３量以下の有機原料を排気しながら連続的に撹拌することを含む。
好ましい実施形態においては、上記有機原料に酵素または微生物を添加して共に撹拌する。
本発明の別の局面によれば、上記有機資源の再資源化方法に用いられる再資源化処理装置が提供される。該再資源化処理装置は、排気手段を有し、有機原料を収納する処理槽と、該処理槽内に設けられ、該有機原料を撹拌する撹拌手段と、該処理槽を覆うように設けられた温水ジャケットとを備える。
好ましい実施形態においては、上記温水ジャケット内部の全容積が、上記処理槽内部の全容積以上である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理槽内を所定の温度条件下として有機原料を排気しながら連続的に撹拌することにより、該有機原料の不要な変性を抑制しつつ、十分に乾燥させることができる。これにより、高品質で保存性に優れた再生物を安定して得ることができる。また、本発明の方法は、加熱手段として電気ヒーターや蒸気を用いる必要がなく、また、酵素や微生物も必要としないので、簡便かつ安全に、そして非常に低コストで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の有機資源の再資源化方法に用いる再資源化処理装置の一例の外観を示す概略図および内部構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の有機資源の再資源化方法は、５０℃以上８０℃未満の温度条件の処理槽内で、該処理槽内部の全容積の１／３量以下の有機原料を排気しながら連続的に撹拌することを含む。必要に応じて、有機原料を酵素や微生物と共に撹拌してもよい。このように撹拌することにより、処理槽内における雑菌の繁殖を抑えつつ、乾燥効率を向上させることができる。また、有機原料に酵素や微生物を添加し、これらを共に撹拌することにより、有機原料の低分子化が好適に行われ得る。
【００１０】
本発明の方法において再資源化処理される有機原料としては、任意の適切な有機原料が用いられ得る。例えば、野菜くず、茶殻等の食物残渣、なかでも生おからが好ましく用いられ得る。生おからは、豆乳の絞りかすであれば特に限定されない。生おからの具体例としては、豆腐用おから、油揚げ生地用おから、高野豆腐用おから、飲用豆乳用おから、ゆば等が挙げられる。
【００１１】
上記酵素または微生物としては、任意の適切なものが選択される。好ましくは５０℃以上８０℃未満の温度条件下で好適に有機原料の分解を行うことができる酵素または微生物が用いられる。
【００１２】
図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の有機資源の再資源化方法に用いる再資源化処理装置の一例の外観を示す概略図および内部構成を示す概略図である。再資源化処理装置１００は、有機原料を収納する処理槽１０と、該処理槽１０内に設けられ、該有機原料を撹拌する撹拌手段２０と、該処理槽１０を覆うように設けられた温水ジャケット３０とを備える。再資源化処理装置１００は、さらに、有機原料を処理槽１０内に投入する投入口４０と、処理後に得られる再生物を処理槽１０から回収するための回収口５０とを備える。処理槽１０および温水ジャケット３０は筐体６０内に格納されている。
【００１３】
処理槽１０は、上面が平面な略半円筒形状の容器である。このような形状であれば、良好な撹拌効率が得られ得る。処理槽１０内部の全容積は、本発明の再資源化方法の効果を損なわない範囲において任意の適切な容積であり得る。
【００１４】
処理槽１０には、排気手段１１が設けられている。具体的には、排気手段１１は、処理槽１０の上面に設けられ、筐体６０を貫通して外部と連通している。排気手段１１は、処理槽１０内を減圧状態に維持し得ることが好ましい。排気手段１１の具体例としては、排気ファン等が挙げられる。
【００１５】
処理槽１０には、必要に応じて、吸気手段（図示せず）が設けられていてもよい。排気手段によって排気された暖かい空気を吸気手段から取り込むことにより、処理槽内の温度を維持し、乾燥効率を向上させ得る。処理槽１０にはさらに、内部の温度を測定するためのセンサ（図示せず）が取り付けられている。必要に応じてさらに、内部の湿度を測定するためのセンサ（図示せず）が取り付けられていてもよい。
【００１６】
撹拌手段２０は、撹拌軸２１と該撹拌軸２１に設置された複数の撹拌羽根２２とによって構成されている。撹拌軸２１は、処理槽１０の略半円状の両側面に回転可能に支持されており、回転モーター（図示せず）によって所望の回転速度で回転する。回転方向に制限は無く、撹拌の途中に回転を逆方向にしてもよい。好ましくは、最初に矢印の方向に回転させて撹拌を行い、次いで、逆回転に撹拌する。矢印の方向に回転させると、回収口５０が確実に閉じていない場合であっても有機原料が漏れ難く、また、矢印の逆方向に回転させると、回収口５０からの再生物の取り出しが容易となるからである。撹拌羽根２２としては、有機原料の粘度、糖度等に応じて任意の適切な形状の撹拌羽根が採用され得、液状の有機原料を撹拌した場合に乱流となるような形状の撹拌羽根が好ましく用いられ得る。有機原料中に空気を効率的に混ぜ込んで、適度にほぐれた状態とすることができるからである。このような形状としては、例えば、プロペラ型、パドル型、アンカー型、タービン型、リボン型、およびフラット型が挙げられる。例えば、高糖度の有機原料の撹拌にはスクリュー型が好ましく、撹拌時間を短縮する観点からはリボン型が好ましく、低速撹拌にはフラット型が好ましい。また、粘度が１０００〜５０００Ｐａ・ｓの有機原料の撹拌には、パドル型、タービン型、およびアンカー型が好ましく、粘度が１〜１０００Ｐａ・ｓの有機原料の撹拌には、パドル型およびタービン型が好ましく、パドル型がより好ましい。上記のなかでも、Ｈ型パドルは、種々の有機原料に対応可能で、低速回転で有効な撹拌が可能であることから、好ましく用いられ得る。撹拌羽根２２の大きさまたは数は、処理槽の大きさ等に応じて適切に設定され得る。
【００１７】
再資源化処理装置１００においては、温水ジャケット３０によって、より具体的には、温度センサ等を用いて、温水ジャケット３０の加温部（図示せず）を自動制御することによって、処理槽１０内の温度が５０℃以上８０℃未満となるように加熱する。温水ジャケットは、比熱の大きな水を蓄熱装置として、処理槽内を均一に温めることができ、また、断熱効果が高まるので一旦温められた槽内は冷めにくいという利点を有する。その結果、処理槽内の有機原料を均一な状態にすることができるので、ムラのない高品質な再生物が得られ得る。さらには、他の加熱手段に比べて低コストでメンテナンスが容易であるという利点も有する。すなわち、温水ジャケットによれば、安定した加熱と保温および断熱を低コストで簡便に実現できる。
【００１８】
温水ジャケット３０は、本発明の効果が得られる範囲において、処理槽１０の全体を覆うように設けられてもよく、一部を覆うように設けられてもよい。図示例では、処理槽１０の略半円周状の外周面を覆うように設けられている。温水ジャケット３０は、さらに処理槽１０の略半円状の側面の一方または両方を覆うように設けられてもよい。
【００１９】
温水ジャケット３０内部の全容積は、好ましくは処理槽１０内部の全容積以上であり、より好ましくは１．３倍以上である。温水ジャケット３０の容積を処理槽１０の容積以上とすることにより、蓄熱装置としてより好適に機能し得る。また、ジャケット内の温水を配管（図示せず）によって循環させることにより、ジャケット全体（結果的には、処理槽全体）を均一な温度帯に保つことができる。さらには、温水式ポンプで循環させるとなお良い。当該温水の加熱には、電気、ガス、重油等の他に、植物由来の廃食油、木チップ、太陽熱等の二酸化炭素の排出削減に寄与し得る種々の熱源を利用することができる。
【００２０】
上記処理槽１０への有機原料の投入量は、処理槽内部の全容積の１／３量以下であり、好ましくは１／５量〜１／４量である。有機原料の投入量を処理槽内部の全容積の１／３量以下とすることにより、乾燥効率を向上させることができる。また、処理槽内部の全容積の１／２０量程度の処理済みの再生物を予め処理槽内に床として投入しておくことにより、乾燥効率をさらに向上させることができる。この場合、再生物と有機原料との合計容積は、処理槽内部の全容積の好ましくは２／５量以下、より好ましくは１／３量以下である。
【００２１】
本発明の方法においては、上記有機原料を連続的に撹拌する。有機原料を連続的に撹拌することにより、有機原料中に空気を送り込んで適度にほぐれた状態にすることができるので、優れた効率でムラなく乾燥や分解を行うことができる。撹拌速度は、有機原料の粘度、量等に応じて適切に設定され得る。撹拌速度は、例えば１回転／分〜２０回転／分、好ましくは１回転／分〜１０回転／分、より好ましくは１回転／分〜３回転／分である。高粘度（例えば、１×１０３Ｐａ・ｓ〜５×１０３Ｐａ・ｓ）の有機原料に対しても好適に空気を送り込む観点からは、撹拌速度は、好ましくは１回転／分〜１０回転／分、より好ましくは１回転／分〜５回転／分、さらに好ましくは１回転／分〜３回転／分であり得る。
【００２２】
上記撹拌時における処理槽内の温度は、５０℃以上８０℃未満であり、好ましくは５５℃〜７５℃、より好ましくは６０℃〜６５℃である。このような温度で撹拌することにより、処理槽内における雑菌の繁殖を抑えつつ、乾燥効率を向上させることができる。また、有機原料の不要な変性を回避することができ、操作上の安全性にも優れる。
【００２３】
上記撹拌は排気をしながら行う。上記の通り、本発明の方法においては、５０℃以上８０℃未満の温度で有機原料を撹拌するので、処理槽内には蒸気が発生する。よって、例えば処理槽内の湿度に応じて排気を行い、これにより、発生した蒸気を槽外に排出することによって乾燥効率を向上させることができる。１つの実施形態において、撹拌時における処理槽内の湿度は、例えば８０〜１００％であり得る。
【００２４】
好ましくは撹拌時における処理槽内は減圧状態に維持される。撹拌時における処理槽内の圧力（ゲージ圧）は、好ましくは−１０ｈＰａＧ〜０ｈＰａＧ、より好ましくは−５０ＰａＧ〜−１０ＰａＧである。このような圧力であれば、乾燥効率をより向上させることができる。また、圧力が−５０Ｐａより低い場合は回収口を開けにくくなる場合があり、−１０ｈＰａより低い場合は、処理槽の形状の維持が困難となる場合がある。
【００２５】
撹拌時間は特に制限されず、処理槽内の有機原料の水分率が所望の範囲（例えば、１３重量％以下、好ましくは９重量％以下）となった時点で撹拌を終了することができる。その後、処理槽内の有機原料を再生物として回収する。
【００２６】
本発明の方法によれば、例えば、１４〜２２時間の処理時間（撹拌時間）で、水分率が１０重量％以下の再生物が得られ得る。本発明の方法によって得られる再生物は、有機原料の不要な変性や雑菌の繁殖が抑制されており、かつ、水分率が低く、保存性に優れるので、例えば、高品質な飼料や肥料として好適に利用することができる。肥料として用いる場合には、必要に応じて追熟してもよい。
【実施例】
【００２７】
≪再資源化処理条件の検討≫
再資源化処理における温度管理、撹拌、および排気の有無と、得られる再生物の品質との関係を調べた。具体的には、図１に示す再資源化処理装置を用いて、処理槽内の温度を６５℃とする温度管理、３回転／分の回転速度での撹拌、および、処理槽内の圧力を−５０ＰａＧに維持する排気のいずれか１つを行わなかった場合と全てを行った場合とにおいて、得られる再生物の品質を比較した。なお、有機原料として、１００Ｌの生おからを用いた。処理槽は、内部の全容積が３２０Ｌであり、排気手段として排気ファンを備えていた。それぞれの試験例において、１８時間処理を行い、得られた再生物の品質を以下の基準によって評価した。結果を表１に示す。
[評価基準]
○：得られた再生物の水分率が１０重量％以下である
×：得られた再生物の水分率が１０重量％より多い
【００２８】
【表１】
2013240766.tif 000003
【００２９】
表１に示される通り、本発明の方法においては、温度管理、撹拌、および排気の全てが必要であり、いずれか１つが欠けた場合には得られる再生物の品質が低下する。
【００３０】
≪有機原料の投入量の検討≫
処理槽内への有機原料の投入量と得られる再生物の品質との関係を調べた。具体的には、図１に示す再資源化処理装置を用いて、処理槽（内部の全容積＝３２０Ｌ）内の温度を６５℃とし、−５０ＰａＧの圧力下、３回転／分の回転速度で種々の量の有機原料（生おから）を撹拌した。それぞれの試験例において、１８時間処理を行い、得られた再生物の品質を以下の基準によって評価した。結果を表２に示す。
[評価基準]
○：得られた再生物の水分率が１０重量％以下である
×：得られた再生物の水分率が１０重量％より多い
【００３１】
【表２】
2013240766.tif 000004
【００３２】
表２に示される通り、有機原料の投入量を処理槽内部の全容積の１／３量以下に抑えることにより、乾燥効率が最大化され、高品質な再生物が得られる。
【００３３】
≪処理槽の加熱方法の検討≫
処理槽の加熱手段と得られる再生物の品質との関係を調べた。具体的には、種々の加熱手段を用いて、処理槽（内部の全容積＝３２０Ｌ）内の温度を６５℃とし、−５０ＰａＧの圧力下、３回転／分の回転速度で１００Ｌの有機原料（生おから）を撹拌した。それぞれの試験例において、処理槽内の有機原料の水分率が１０重量％となるまで、１８時間処理を行い、得られた再生物の品質、コスト、安全性、および装置のメンテナンスの難易度を評価した。結果を表３に示す。なお、安全性については、作業上で考えられるトラブル（直接手に触れる等）に対する安全性を評価し、安全性が高い方から順に、◎、○、△、▲で示す。また、装置のメンテナンスとは、熱源に異常が生じた場合の熱源の交換、修理等を意味する。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
表３に示されるように、温水ジャケットによれば、ムラのない高品質な再生物が低コストで得られる。さらには、他の加熱手段に比べて、安全性が高く、メンテナンスが容易である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の有機資源の再資源化処理方法は、有機性廃棄物のリサイクルに好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【００３７】
１００      再資源化処理装置
１０        処理槽
１１        排気手段
２０        撹拌手段
３０        温水ジャケット
【図１】
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